Ethernet có ở khắp mọi nơi và hàng chục nghìn nhà sản xuất sản xuất thiết bị hỗ trợ nó. Tuy nhiên, hầu hết tất cả các thiết bị này đều có một điểm chung - :
$ ip l
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: enp5s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 state UP
link/ether xx:xx:xx:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
MTU (Đơn vị truyền tối đa) xác định kích thước tối đa của một gói dữ liệu. Nhìn chung, khi bạn trao đổi tin nhắn với các thiết bị trong mạng LAN của mình, MTU sẽ ở mức 1500 byte và gần như toàn bộ Internet cũng hoạt động ở mức 1500 byte. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là các công nghệ truyền thông này không thể truyền tải kích thước gói lớn hơn. .
Ví dụ: 802.11 (thường được gọi là WiFi) có MTU là 2304 byte và nếu mạng của bạn sử dụng FDDI thì MTU của bạn là 4352 byte. Bản thân Ethernet có khái niệm về “khung khổng lồ”, trong đó MTU có thể được gán kích thước lên tới 9000 byte (với sự hỗ trợ cho chế độ này bởi NIC, bộ chuyển mạch và bộ định tuyến).
Tuy nhiên, trên Internet điều này không đặc biệt cần thiết. Do đường trục chính của Internet chủ yếu được tạo thành từ các kết nối Ethernet nên kích thước gói tối đa không chính thức trên thực tế được đặt thành 1500B để tránh phân mảnh gói trên các thiết bị khác.
Bản thân con số 1500 thật kỳ lạ - chẳng hạn, người ta có thể mong đợi các hằng số trong thế giới máy tính dựa trên lũy thừa của hai. Vậy 1500B đến từ đâu và tại sao chúng ta vẫn sử dụng nó?
con số kỳ diệu
Bước đột phá lớn đầu tiên của Ethernet đến với thế giới đến từ các tiêu chuẩn. (mỏng) và (dày), các con số cho biết một phân đoạn mạng cụ thể có thể bao phủ bao nhiêu trăm mét.
Vì có nhiều giao thức cạnh tranh vào thời điểm đó và phần cứng có những hạn chế nên người tạo ra định dạng này thừa nhận rằng các yêu cầu về bộ nhớ của bộ đệm gói đóng một vai trò trong sự xuất hiện của con số kỳ diệu 1500:
Nhìn lại, rõ ràng rằng mức tối đa lớn hơn có thể là giải pháp tốt hơn, nhưng nếu chúng ta sớm tăng chi phí của NIC, điều đó sẽ ngăn Ethernet trở nên phổ biến.
Tuy nhiên, đây không phải là toàn bộ câu chuyện. TRONG “Ethernet: Chuyển mạch gói phân tán trong mạng máy tính cục bộ,” 1980, cung cấp một trong những phân tích sớm nhất về hiệu quả của việc sử dụng các gói lớn trong mạng. Vào thời điểm đó, điều này đặc biệt quan trọng đối với mạng Ethernet, vì chúng có thể kết nối tất cả các hệ thống bằng một cáp đồng trục hoặc bao gồm các hub có khả năng gửi một gói đến tất cả các nút trên cùng một phân đoạn cùng một lúc.
Cần chọn số không gây ra độ trễ quá cao khi truyền tin theo từng đoạn (đôi khi khá bận), đồng thời không làm tăng số lượng gói quá nhiều.
Rõ ràng, các kỹ sư thời đó đã chọn con số 1500 B (khoảng 12000 bit) là phương án “an toàn” nhất.
Kể từ đó, nhiều hệ thống nhắn tin khác đã ra đời và biến mất, nhưng trong số đó, Ethernet có giá trị MTU thấp nhất với byte 1500. Vượt quá giá trị MTU tối thiểu trong mạng có nghĩa là gây ra phân mảnh gói hoặc tham gia vào PMTUD [tìm kích thước gói tối đa cho đường dẫn đã chọn]. Cả hai lựa chọn đều có những vấn đề đặc biệt của riêng chúng. Ngay cả khi đôi khi các nhà sản xuất hệ điều hành lớn thậm chí còn hạ giá trị MTU xuống thấp hơn.
yếu tố hiệu quả
Bây giờ chúng ta biết rằng MTU Internet bị giới hạn ở 1500B, phần lớn là do các số liệu về độ trễ truyền thống và các hạn chế về phần cứng. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả của Internet đến mức nào?
Nếu chúng ta xem xét dữ liệu từ điểm trao đổi Internet lớn AMS-IX, chúng ta thấy rằng ít nhất 20% gói được truyền có kích thước tối đa. Bạn cũng có thể xem tổng lưu lượng mạng LAN:
Nếu bạn kết hợp cả hai biểu đồ, bạn sẽ nhận được kết quả như sau (ước tính lưu lượng truy cập cho từng phạm vi kích thước gói):
Hoặc, nếu chúng ta xem xét lưu lượng truy cập của tất cả các tiêu đề này và thông tin dịch vụ khác, chúng ta sẽ nhận được cùng một biểu đồ với tỷ lệ khác:
Một phần lớn băng thông được dành cho các tiêu đề của các gói có kích thước lớn nhất. Vì chi phí cao nhất ở lưu lượng truy cập cao điểm là 246 GB/s, nên có thể giả định rằng nếu tất cả chúng ta đã chuyển sang "khung jumbo" khi tùy chọn như vậy vẫn tồn tại thì chi phí này sẽ chỉ vào khoảng 41 GB/s.
Nhưng tôi nghĩ ngày nay phần lớn Internet mà đoàn tàu đó đã rời đi. Và mặc dù một số nhà cung cấp làm việc với MTU 9000, nhưng hầu hết đều không hỗ trợ nó và việc cố gắng thay đổi điều gì đó trên toàn cầu trên Internet đã được chứng minh là cực kỳ khó khăn hết lần này đến lần khác.
Nguồn: www.habr.com